微生物在食品發(fā)酵中的應(yīng)用探究

封 雪，呂曉超，惠 香

（大連產(chǎn)品質(zhì)量檢驗檢測研究院有限公司，遼寧大連 116000）

發(fā)酵食品是利用微生物進行加工和制作的食品，發(fā)酵工藝有極其悠久的發(fā)展歷史。隨著時代的發(fā)展，人們對食品發(fā)酵的探索與研究越來越深入，并掌握了越來越多的食品發(fā)酵相關(guān)知識以及經(jīng)驗。使用微生物制成的發(fā)酵食品，不但口感突出，味道鮮美，而且能夠為人們提供重要的營養(yǎng)，使食品具備良好的保健功效，有益于人們的身體健康。因此，應(yīng)當(dāng)對食品發(fā)酵工程繼續(xù)進行深入的研究，創(chuàng)造出更加豐富的食材，提高食品的營養(yǎng)價值，使其更好地為人們服務(wù)。

1 微生物發(fā)酵工程概述

發(fā)酵是微生物特有的一種功能，在食物發(fā)酵過程中，微生物能夠在一定的工藝下，發(fā)展為規(guī)模相當(dāng)?shù)木洌a(chǎn)生一些反應(yīng)，完成對食品性質(zhì)的改變。圖1為微生物發(fā)酵工程的基本流程。

圖1 微生物發(fā)酵流程圖

由圖1可以看出，微生物發(fā)酵流程較為復(fù)雜，原始發(fā)酵生產(chǎn)工藝?yán)玫氖亲匀唤缰械奈⑸铮S著時間的推移，現(xiàn)代的微生物發(fā)酵已經(jīng)具備了比較高的生產(chǎn)工藝和技術(shù)，能夠?qū)ξ⑸锏木哼M行有針對性的篩選與改造，還能夠根據(jù)具體的生產(chǎn)要求，對工程菌進行定向培養(yǎng)[1]。人們在利用微生物進行發(fā)酵食品生產(chǎn)的過程中，對原材料的使用率提高，縮短了生產(chǎn)制作周期，生產(chǎn)效率和食品的營養(yǎng)價值都獲得了較大幅度的提升。

2 微生物在食品發(fā)酵中的作用

在食物發(fā)酵的過程中，微生物能夠分泌出一種可以溶解細(xì)胞壁的酶，從而使食物發(fā)生一定的化學(xué)變化，改變了食品中物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)，能夠有效改善食物的口感[2]。經(jīng)過發(fā)酵，面團內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，從而讓面食變得更加松軟，同時營養(yǎng)也更加豐富。泡菜、酸奶以及豆豉等，也是在經(jīng)過發(fā)酵后變得口味俱佳、營養(yǎng)豐富，深受人們的喜愛[3]。此外，發(fā)酵后的酵母屬于抗氧化物質(zhì)，具備一定解毒性，有利于保護人們的肝臟。酵母還含有硒、鉻等微量元素，能夠有效抗衰老、防腫瘤，對于提升人體免疫力以及預(yù)防心血管疾病都有一定的幫助。而隨著我國人們生活水平的提高，人們對健康問題的關(guān)注度也日益提升，因此健康的發(fā)酵食品也備受人們的 歡迎。

3 食品發(fā)酵中微生物的應(yīng)用領(lǐng)域

隨著食品種類、樣式、口味等不斷多元化發(fā)展，運用微生物拓展食品發(fā)酵產(chǎn)品種類值得進行深入探討，本文對此作出梳理，對幾個重要的應(yīng)用領(lǐng)域加以分析。

3.1 調(diào)味品

調(diào)味品是日常生活中常見的物質(zhì)，如醬油、生抽等。醬油由小麥和大豆經(jīng)過微生物的發(fā)酵制作而成，可以為食品增添味道，有利于“調(diào)味”作用的發(fā)揮，使食物的色澤也更加鮮亮，提升了食物的感官品質(zhì)[4]。

3.2 食醋釀制

在食醋的釀制過程中，發(fā)揮主要作用的除了霉菌外，還有醋酸菌、乳酸菌以及酵母菌等，每種微生物都有著獨特的作用。例如，醋酸菌可以把乙醇氧化為醋酸，從而產(chǎn)生出有機酸[5]；酵母菌則可以在食醋的發(fā)酵過程中自然降解，產(chǎn)生能夠被其他微生物所吸收的有機物，進而增加食醋釀造的功效性；霉菌可通過對蛋白質(zhì)和多糖等物質(zhì)進行降解，起到加速發(fā)酵過程的作用[6]。而乳酸菌在發(fā)酵過程中則會產(chǎn)生大量的乳酸，能夠有效改善口感，并減少刺激性較強的酸味產(chǎn)生。由此可見，在進行食醋釀造的過程中，不同微生物功能各異，在改善口感、提升營養(yǎng)等方面有不同的作用[7]。

3.3 酶制劑

酶在催化方面具有顯著效果，因而如果將微生物加以融入，這種催化效果會更強[8]。因為在化學(xué)反應(yīng)過程中，酶也是一種重要的催化劑，不僅可以助力化學(xué)反應(yīng)速度，自身還不會消減，因而酶被廣泛應(yīng)用到多種領(lǐng)域。酶制劑主要提取自生物體，屬于具有酶特性的物質(zhì)，在食品加工過程中的化學(xué)反應(yīng)中發(fā)揮催化的作用。當(dāng)前在加工制造行業(yè)中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了近10多種的生物酶，應(yīng)用于微生物發(fā)酵，酶制劑的生產(chǎn)效率更強，應(yīng)用效果也更加顯著，克服了因為氣候、地域等原因的不利影響，具有低成本、高效率、操作簡單、種類繁多及適用廣泛等優(yōu)勢。微生物在酶制劑的形成過程中有著廣泛的應(yīng)用價值[9]。

3.4 乳制品制作

如今，人們的生活品質(zhì)不斷提高，對乳制品的需求量與需求方向不斷增加，在進行乳制品的選擇時，需要考慮營養(yǎng)、口感及助消化功能等方面。在乳制品中，比較常見的有酸奶、干酪、乳酸菌制劑以及酸乳粉等[10]。酸奶是采用微生物發(fā)酵制成的，不但口感好，并且營養(yǎng)豐富，且有助于腸道的消化，因此備受人們的喜愛。酸奶發(fā)酵過程中，使用了乳酸菌以及其他微生物，進行了兩次發(fā)酵[11]。先使用乳酸菌將牛奶進行初步發(fā)酵，再向其中加入乳糖，使各種細(xì)菌進行再發(fā)酵。成品酸奶中，存在大量的有機酸、乳酸以及蛋白質(zhì)和維生素等，不僅具有豐富的營養(yǎng)，還有著較好的口感，可促進人們的腸道消化吸收。

4 食品發(fā)酵中微生物應(yīng)用中的不足與改進措施

4.1 存在問題剖析

隨著時代的發(fā)展、科技的進步，食品發(fā)酵技術(shù)的發(fā)展速度相對落后，且與發(fā)達(dá)國家相比具有一定的差距[12]。目前，在對食品發(fā)酵中微生物應(yīng)用的研究和對優(yōu)良菌種的篩選和培育方面都有待提升。此外，產(chǎn)業(yè)規(guī)模不盡合理，造成了一定程度的資源浪費與環(huán)境污染，這些食品發(fā)酵行業(yè)所面臨的問題都有待完善。

4.2 改進措施

鑒于食品發(fā)酵行業(yè)目前存在的一系列問題，應(yīng)從以下4個方面來進行改進與完善[13]。①注重對先進科技的利用，重視對優(yōu)良菌種的篩選與培育，并做好相應(yīng)的改進與應(yīng)用，不斷研發(fā)出新的產(chǎn)品。②嚴(yán)格把控整個生產(chǎn)的過程，只有各個步驟、各個方面都做得足夠到位，才能夠確保最終所生產(chǎn)出來的產(chǎn)品具有穩(wěn)定的質(zhì)量[14]。③加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)改革，使食品發(fā)酵行業(yè)的產(chǎn)業(yè)規(guī)模漸趨完善，并能夠與我國當(dāng)下行業(yè)技術(shù)水平的發(fā)展相協(xié)調(diào)，穩(wěn)步前進。④注重環(huán)保方面的問題，盡可能地提升對原材料的使用效率，減少浪費與污染，走可持續(xù)發(fā)展的道路。

5 固態(tài)發(fā)酵工藝技術(shù)的突破

隨著時代的發(fā)展，人們對于食品的需求日漸多樣化，也更加注重食品安全問題。因此，食品發(fā)酵也應(yīng)當(dāng)在發(fā)展的同時，注重安全化、功能化與多元化[15]。常見的發(fā)酵方式是基于溶液進行，但是隨著時代的發(fā)展，應(yīng)對食品發(fā)酵的多元性發(fā)展進行一定的研究，嘗試技術(shù)方面的突破，讓發(fā)酵過程更加高效，效果更加顯著。其中固態(tài)發(fā)酵工藝技術(shù)就是一個大膽的嘗試，但還需要進一步完善與提升[16]。展望未來應(yīng)當(dāng)逐步擴大對固態(tài)發(fā)酵工程技術(shù)的突破，創(chuàng)新微生物在食品發(fā)酵領(lǐng)域發(fā)揮作用的路徑，應(yīng)當(dāng)不斷進行技術(shù)突破，嘗試從乳制品、調(diào)味劑、酶制劑等方面進行運用推廣，汲取液態(tài)與固態(tài)工藝各自的優(yōu)點對固態(tài)發(fā)酵工藝技術(shù)進行改良，不斷推動技術(shù)創(chuàng)新，助力食品發(fā)酵效果凸顯[17]。

6 結(jié)語

本文對微生物發(fā)酵工程的概念進行了闡述，分析了微生物在食品發(fā)酵中的作用，包括改善食物口感，加強食物營養(yǎng)與使食物更加有利于人們的健康等方面。另外，還對食品發(fā)酵中微生物的應(yīng)用現(xiàn)狀進行了詳細(xì)的論述，從微生物在大豆發(fā)酵食品、食醋及乳制品發(fā)酵過程中的應(yīng)用進行了詳細(xì)闡述，并對食品發(fā)酵中微生物的發(fā)展方向進行了探討。微生物被廣泛應(yīng)用于調(diào)味品、食醋釀制、酶制劑和乳制品的制作等，并發(fā)揮重要作用，但在未來發(fā)展中仍需在技術(shù)方面不斷突破。